Зразок виконання задачі 1

	Потужність, що передається шківами, дорівнює: при частоті обертання: . Довжини ділянок валу: Допустимі дотичні навантаження: . Допустимий відносний кут закручування: . Модуль зсуву – .
Рисунок 3.14

Порядок розв`язання задачі:

1. Накреслимо схему вала.

2. Визначимо значення зовнішних крутних момен­тів згідно відомої з теоретичної механіки залежності :

З умови статики:

3. Згідно з методом перерізів будуємо епюру крутних моментів .

4. Визначаємо діаметр валу круглого перерізу з умови міцності на найнебезпечнішій ділянці :

5. З метою зменшення максимального крутного моменту розташуємо шківи раціонально і побудуємо епюру .

6. Визначаємо розміри поперечного перерізу при раціональному розташуванні шківів:

- з умови міцності:

- з умови жорсткості:

Значення діаметра для суцільного валу обирається найбільше з двох значень з урахуванням стандарту на діаметри валів: , тому .

В даному прикладі умова міцності виявилась більш строгою, тому діаметр трубчастого валу для раціонального розташування шківів обчислюється при також з умови міцності:

Обираємо і обчислюємо максимальні дотичні напруження для трубчастого валу:

7. Будуємо епюру максимальних в перерізі дотичних напружень на ділянках валу круглого перерізу, для якого момент опору дорівнює:

, тоді

,

Знак дотичних напружень особливого значення не має, тому при побудові епюри можливо відкладання ординат по одну сторону осі вала.

8. Співвідношення ваги суцільного валу для заданої системи і ваги суцільного валу при раціональному розташуванні шківів дорівнюється чисельному співвідношенню площин поперечних перерізів:

.

Співвідношення ваг суцільного і трубчастого валів дає:

9. Будуємо епюру кутів закручування по ділянках валу:

,

де жорсткість при крученні суцільного валу:

,

а (i − номер ділянки) − це кут закручування правого краю ділянки відносно лівого. Обираємо початок координат в лівому перерізі валу. Відкладаємо значення в правому перерізі першої ділянки. Кут закручування правого перерізу другої ділянки відносно початку координат дорівнює сумі кутів та . Кут закручування правого перерізу третьої ділянки відносно початку координат дорівнює сумі кутів , та . І, нарешті, кут закручування правого перерізу четвертої ділянки відносно початку координат дорівнює сумі кутів , , та .

Повний кут закручування правого краю валу відносно лівого дорівнює:

.

Найбільший відносний кут закручування:

<< . Умова жорсткості виконується з великим запасом.

10. Побудуємо епюри дотичних напружень в поперечних перерізах суцільного і трубча­стого валів:

Рисунок 3.15